| De CPU (Central Processing Unit) is via een complex systeem van bussen en controllers gekoppeld aan de primaire opslag (hoofdgeheugen zoals RAM) en andere apparaten in een computersysteem. Hier is een overzicht:
1. Systeembus: Dit is het primaire communicatiepad. Het is niet één enkele draad, maar eerder een verzameling parallelle draden gegroepeerd in verschillende soorten bussen:
* Adresbus: Bevat het geheugenadres waartoe de CPU toegang wil hebben. Het is unidirectioneel (CPU naar geheugen).
* Databus: Draagt de gegevens die worden gelezen of geschreven naar het geheugen. Het is bidirectioneel (CPU naar geheugen en geheugen naar CPU).
* Besturingsbus: Draagt besturingssignalen die de activiteiten van alle componenten coördineren. Dit omvat signalen zoals lezen/schrijven, geheugenverzoeken, interruptverzoeken, enz. Het is bidirectioneel.
2. Geheugencontroller: Deze zit tussen de CPU en het RAM. Het beheert de toegang tot RAM en vertaalt de geheugenverzoeken van de CPU in signalen die het RAM begrijpt. Het regelt ook zaken als caching en geheugentiming.
3. Ingangs-/uitgangscontrollers (I/O): Voor andere apparaten dan primaire opslag (zoals harde schijven, grafische kaarten, netwerkadapters, enz.) beheren gespecialiseerde controllers de communicatie. Deze controllers fungeren als tussenpersonen en vertalen de CPU-opdrachten in signalen die het specifieke apparaat begrijpt en omgekeerd. Ze hebben vaak hun eigen speciale bussen (bijvoorbeeld PCI Express) die vervolgens verbinding maken met de systeembus.
4. Onderbreekt: Apparaten kunnen de CPU een signaal geven wanneer ze aandacht nodig hebben (bijvoorbeeld het indrukken van een toetsenbordtoets, het arriveren van een netwerkpakket). Dit gebeurt via interruptlijnen op de besturingsbus. De CPU reageert door de huidige taak te pauzeren en het interruptverzoek af te handelen.
5. Directe geheugentoegang (DMA): Voor snelle gegevensoverdracht (zoals het overbrengen van een groot bestand van een harde schijf naar RAM), zorgen DMA-controllers ervoor dat apparaten rechtstreeks toegang krijgen tot het geheugen, zonder dat de CPU bij elke afzonderlijke gegevensoverdracht wordt betrokken. Dit maakt de CPU vrij voor andere taken.
Samengevat:
De CPU gebruikt de systeembus (adres-, gegevens- en besturingsbussen) om te communiceren met de primaire opslag (RAM). Een geheugencontroller helpt deze communicatie te beheren. De communicatie met andere apparaten verloopt via I/O-controllers en hun respectievelijke bussen, die vaak verbinding maken met de systeembus. Interrupts en DMA zorgen voor een efficiënte afhandeling van respectievelijk apparaatverzoeken en grote gegevensoverdrachten. Het hele systeem werkt op een gecoördineerde manier, georkestreerd door de besturingssignalen op de besturingsbus. |